独立新风系统节能运行的热力学分析

独立新风系统(DedicatedOutdoorAirSystem，简称DOAS)是将新风独立处理到较低的温度，使新风承担室内全部潜热负荷和部分显热负荷，其余显热负荷由室内干工况设备来承担的空调系统。它将室内热湿负荷分开处理，可使处理室内显热冷负荷的冷水温度得到提高，从而获得一定的节能效果。并且采用该系统时，若室内温度和湿度明显低于室外，新风和排风之间可采用全热交换器，将进一步降低能耗。
1独立新风系统的构成
典型的独立新风系统由全热回收转轮、表面式冷却器、显热回收转轮和预热装置构成，
1.1全热回收转轮
由于空调房间内温、湿度与室外新风的差别较大，为减少冷却盘管所需冷量而达到节能目的，所以在新风和排风之间安装全热转轮，对排风进身含有固体吸湿剂。在夏季，室外热湿的新风经过转轮后将热量和水分传给转轮，转轮旋转到室内排风时，再将其中吸附的水分和热量传递到室内排风中去，通过排风排到室外。在冬季，室外干冷的新风与室内温湿的排风逆向流过转轮，进行热湿交换后，新风变暖变湿后进入室内，从而回收了室内排风的显热和潜热。这种全热回收称为被动除湿，即气流中水分在水蒸气压力驱动下由高湿气流向低湿气流传递。
1.2表冷器
在冷却器盘管中通入冷水或制冷剂，使空气流过盘管和肋片表面时得到冷却，并降温到露点温度后将其中的水分脱除。冷媒分别为冷水和制冷剂时，它可分为水冷式和直接蒸发式两种。水冷式表冷器与直接蒸发式表冷器相比较，冷水盘管除湿传热效果好，并能严格控制流量，因此能正确调节冷却盘管的出口状态，且冷水具有蓄热功能，适用于负荷变化剧烈的场合。但其装置较直接蒸发式复杂，设备初投资和运行费也较高，适合于负荷要求大的场合。
1.3显热回收转轮
显热回收转轮的结构与全热回收转轮相似，它由铝片构成蜂窝状，室内排风由转轮室内侧吸入，并将所含的部分冷量传递给转轮；而新风从转轮室外侧吸入，转轮以一定速度旋转，将积蓄其上的冷量传递给新风，效率为0~70%。它不存在湿分的传递，所以只回收显热，不回收潜热。
1.4预热装置
在冬季，若室外新风的干球温度低于0℃，进入全热回收转轮后会发生结霜的现象。为了避免这个问题的产生，应对新风进行预热。可采用热水通入盘管或电加热器来加以实现。
2湿空气处理的热力学分析
为了更深入地掌握独立新风系统节能运行的特性，有必要对系统中湿空气的处理过程进行热力学分析。为便于分析，根据常规的空调工况，中独立新风系统处理过程中的各状态点进行设定：
(1)干球温度为7℃且饱和；
(2)干球温度为13℃，露点温度为7℃；
(3)干球温度为26℃，露点温度为15℃；
(4)干球温度为20℃，露点温度为15℃。
由于室外新风的干球温度低于0℃，全热转轮可能发生结霜，所以需要进行预热处理。若能根据室外气候状况和室内空气设计状态，合理地确定各环节设备的运行情况和空气处理状态，将会获得最大的节能效果。